JP3146917B2 - 磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気記録媒体の製造方
法に関し、詳しくは磁気ディスク装置に使用されるハー
ドディスクなどの磁気記録媒体の製造方法に関するもの
である。特に、良好なＣＳＳ（コンタクトスタートアン
ドストップ）特性およびヘッドの媒体表面へのスティッ
キング特性とヘッドの低浮上化を同時に可能にする薄膜
型の磁気記録媒体の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、ハードディスクはその使用に際し
高速で回転して磁気ヘッドを浮上させ、ハードディスク
への書き込み／読み出し等をこの磁気ヘッドを介して行
っている。ハードディスクは、その磁気特性の向上のた
め、ディスクの基板面あるいは基板面上に設けられたＮ
ｉＰメッキ等の非磁性体からなる下地層上に、磁気ディ
スクの円周方向にほぼ同心円状に機械的研磨を行って加
工痕を残す加工（以下、機械的テキスチャという）が行
われている。また、基板として表面性と硬度に優れるガ
ラス基板を用いる場合には、弗酸でガラスの表面をエッ
チングして、表面に凹凸を付ける方法や微小な粒子を基
板表面に塗布する方法が採用されている。

【０００３】近年の情報量の増大と装置の小型軽量化の
要求により、線記録密度及びトラック密度が高くなり、
１ビット当りの面積が小さくなってくると、従来のよう
な機械的テキスチャによるスクラッチ傷は情報読み出し
の際にエラーとなる確率が高くなる。また、内周部にあ
るＣＳＳゾーンのみに機械的テキスチャを施しデータ記
録領域はそのままにする方法もあるが、データ記録領域
の面がＣＳＳゾーンの面の高さよりも高くなり、ヘッド
がシークする時にクラッシュするという問題があった。

【０００４】また、こうした機械的テキスチャに代え
て、レーザでテキスチャパターンを作る方法も提案され
ている。レーザによるテキスチャの方法の例は、米国特
許第５，０６２，０２１号、同第５，１０８，７８１号
に開示されており、Ｎｄ−ＹＡＧの強パルスレーザ光に
よりＮｉＰ層を局所的に溶融し、溶融して形成された凹
状の穴部とその周囲に溶融したＮｉＰが表面張力で盛り
上がって固化した直径が２．５〜１００μｍのリム部か
らなるクレータ状の凹凸を多数作り、円環状の凸状リム
によってヘッドとのＣＳＳ特性を改善する試みが提案さ
れている。しかし、この方法においては、レーザビーム
の照射範囲が広く、かつレーザの出力も大出力であるた
め、ＮｉＰの溶融範囲が広くなり、溶融した液面の中心
部が盛り上がらずにクレータ状となってしまうのが特徴
であり、この場合、凸部分先端とヘッド下面との接触面
積が飛躍的には下がらず、ヘッドとディスク間のスティ
ッキングの問題は、機械的テキスチャに較べて改善され
ているとは言い難い。

【０００５】また、本発明者らが先に提案した特願平６
−１５２１３１号に開示されているパルスレーザで作成
した凸状突起をテキスチャパターンとして利用する方法
は、ＣＳＳ特性改善に極めて有効であるが、この技術を
ガラス基板等、長波長側の光を殆んど透過してしまう基
板に適用する場合には、光源に大出力のレーザを用いる
か、あるいは波長の短い紫外線レーザを用いる必要があ
り、工業化にとっては、コスト、安全の面でやや問題が
ある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】したがって、媒体とし
ての表面性に優れるがレーザ光を透過するガラス等の透
明基板に対してもレーザビームを用いたテキスチャ技術
の開発が望まれている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明はこうした高密度
磁気記録用の媒体の作成方法に対してなされたもので、
その要旨は、透明基板の表面に、レーザ光吸収性の薄膜
を形成した後、相対的に走査するレーザ光を照射し、該
基板表面を局所的に加熱、溶融または軟化させて、突起
を形成した後、該薄膜を除去し、磁性層を製膜すること
を特徴とする磁気記録媒体の製造方法に存する。

【０００８】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
おいて、基板はレーザ光を透過する透明基板が用いら
れ、好ましくは結晶化ガラス、カナサイト等のガラス基
板またはポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエチレ
ンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等の樹脂
基板が挙げられ、特にはガラス基板が好ましい。

【０００９】基板の表面にはレーザ光を吸収する薄膜を
形成する。レーザ光吸収性の材料としては、例えばシア
ニン系、フタロシアニン系、ナフタロシアニン系、スク
ワリリウム系、ナフトキノン系等のレーザ吸収性色素、
カーボン、場合によっては金属薄膜を用いることも可能
であるが、好ましくはレーザ吸収性色素が用いられる。

【００１０】かかるレーザ光吸収性の材料は基板の表面
に塗布または蒸着等により薄膜に成膜される。薄膜の膜
厚は通常１〜１０μｍ程度、特には１〜３μｍが好まし
い。薄膜は基板表面の全面に形成してもよく、またＣＳ
Ｓ領域にのみに突起を形成するような場合には必要な部
分のみに薄膜を形成してもよい。表面にレーザ光吸収性
薄膜を形成した基板にレーザ光を掃引しながら照射し、
基板表面を局所的に加熱、溶融または軟化させて突起を
形成する。

【００１１】突起の作成にあたっては、好ましくはエネ
ルギビーム走査方向と直角な方向における溶融または軟
化の範囲を５μｍ以下、さらに好ましくは２．５μｍ以
下、特に好ましくは２μｍ以下とし、溶融、または軟化
時の表面張力を利用して突起を作成する。溶融、または
軟化の範囲が５μｍ以上になると、溶融、または軟化部
分の中心部分は凸とはならずに逆に凹状にへこみ、周囲
の部分が凸状に盛り上がり易くなる。これは、溶融、ま
たは軟化の範囲が広いと冷却時に溶融液体中に温度勾配
が生じるためと思われる。通常、表面張力は温度が低い
部分で大きいために周囲から冷却された外周部分の表面
張力が大きくなり、盛り上がるものと思われる。このよ
うにして作成した凸状の部分は面積が広く、良好なＣＳ
Ｓ特性は示さない。

【００１２】本発明における突起の作成は、まず、液状
または軟化した部分で、エネルギビームの走査方向と直
角の方向では温度勾配が大きく生じず、走査方向のみに
大きな温度勾配が発生するような状態をつくる。液体表
面は温度が低い方が表面張力が高いため、温度の低い部
分で丸く凸部となり、高温部分の最後に固化する部分、
つまりビームが走査された最後の部分は凹部となり急冷
固化される。こうした条件を達成するためには溶融範囲
を５μｍ以下とするのが望ましい。

【００１３】レーザビームの走査方向とは、静止したデ
ィスク上でレーザビームが走査する方向のみならず、レ
ーザビームは静止させておき、ディスクを回転させた状
態で照射する場合のディスクの回転方向あるいは、レー
ザビーム、ディスクの両方を動かす場合をも示す相対的
なものである。突起高さはレーザの強度とその平均照射
時間、及びディスクの線速度を調節することによって制
御され、突起の密度は、１周当たりの突起の個数、パル
スレーザの半径方向の照射間隔を調節することにより自
由に制御される。また、半径方向については連続的に移
動させ、渦巻状の走査を行なうようにすると時間的に効
率がよい。通常、レーザの強度は好ましくは１Ｗ以下、
特には２０〜５００ｍＷ、平均照射時間は１００ｎｓｅ
ｃ以上、特には１００〜２０００ｎｓｅｃ、レーザビー
ムのスポット径は４μｍ以下、特には０．２〜４μｍ、
基板の線速度は１．５ｍ／ｓｅｃ以上、特には１．５〜
１５ｍ／ｓｅｃが好ましい。ここで、レーザの平均照射
時間とは、１つの突起を形成させるのにレーザを下地層
表面に照射した時間を示す。

【００１４】レーザビームの照射面積を変えるには、通
常、用いるレーザの波長と対物レンズの開口率を変えれ
ばよく、開口率が０．１〜０．９５の対物レンズを用い
ることにより、ビームの照射径は０．７〜６μｍ程度ま
で制御可能である。レーザのシステムとしてはＡｒ等の
ガスレーザあるいは連続発振ができる固体レーザのＹＡ
Ｇに変調器を用いたものや、高出力の半導体レーザ、あ
るいは、パルス幅を広くした特殊なＱスイッチ固体レー
ザ等が利用できるが、いずれにしてもスポット径が小さ
くできる単一モードのレーザ光を用いたシステムが望ま
しい。

【００１５】また突起はＣＳＳゾーンのみに形成しても
データゾーンとＣＳＳゾーンのそれぞれの平均的な面の
高さはほとんど変らず、ヘッドをデータゾーン、ＣＳＳ
ゾーン間でシークした時にヘッドの安定浮上高さの変動
が少なく、ヘッドクラッシュやヘッドの不安定化が起こ
らないので好ましい。また、ＣＳＳゾーンのみに突起を
形成する場合、レーザの出力をデータゾーンに向かって
減少させて、突起高さを漸減させることも好ましい。

【００１６】突起を形成したのち、レーザ光吸収性薄膜
は溶剤等により除去する。更にその後、必要とする下地
層、磁性層を製膜する。通常、磁気記録層上には更に保
護層が設けられる。下地層としては、基板上に膜厚が通
常２０〜２００ｎｍのＣｒ、あるいはＣｕ等の層を設け
る。場合によっては基板と下地層との間に更に１００〜
２０，０００ｎｍのＮｉＰからなる下地層を設けてもよ
い。磁気記録層は、無電解メッキ、電気メッキ、スパッ
タ、蒸着等の方法によって形成され、Ｃｏ−Ｐ、Ｃｏ−
Ｎｉ−Ｐ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ，Ｃｏ−Ｎｉ−Ｐｔ、Ｃｏ
−Ｃｒ−Ｔａ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａ−
Ｐｔ系合金等の強磁性合金薄膜を形成し、その膜厚は通
常３０から７０ｎｍ程度である。

【００１７】磁気記録層上には保護層が設けられるが、
保護層としては蒸着、スパッタ、プラズマＣＶＤ、イオ
ンプレーティング、湿式法等の方法により、炭素膜、水
素化カーボン膜、窒素化カーボン膜、ＴｉＣ、ＳｉＣ等
の炭化物膜、ＳｉＮ、ＴｉＮ等の窒化膜等、ＳｉＯ、Ａ
ｌＯ、ＺｒＯ等の酸化物膜等が成膜される。これらのう
ち好ましいのは、炭素膜、水素化カーボン膜、窒素化カ
ーボン膜である。又、保護層上には通常、潤滑剤層が設
けられる。ただし、スライダー面にダイヤモンド状カー
ボンの層を有する磁気ヘッドを使う場合は、媒体とのト
ライボロジ的な性質が改善されるので、必ずしも保護層
を設ける必要はない。

【００１８】

【実施例】次に、実施例により本発明を更に具体的に説
明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施
例によって限定されるものではない。本発明において、
磁気記録媒体表面に作成される突起の高さは、ＪＩＳ表
面粗さ（Ｂ０６０１）により規定される、粗さ曲線の中
心線を基準とした場合の突起の高さを表す。

【００１９】実施例１，比較例１〜３ シアニン系色素（日本感光色素研究所（株）社製、ＮＫ
−７２３）溶液（メチルアルコールに０．８ｇ／１００
ｍｌ溶解）中に、直径９５ｍｍのＨＯＹＡ製ディスク状
ガラス基板を浸漬させて後、乾燥してディスク表面に膜
厚が約２μｍになるように製膜した。なお、ＮＫ−７２
３の光の主吸収ピークは、４８５ｎｍである。

【００２０】次に、表−１に記載のレーザの強度、平均
照射時間、対物レンズの開口率ＮＡ、回転する基板の線
速度の条件で、Ａｒレーザを照射して基板表面に突起を
作成した。なお、Ａｒレーザは波長４８８ｎｍのものを
使用した。この後、色素薄膜は、大量のメチルアルコー
ルにより、溶解除去した。図１、図２は実施例１で得ら
れたガラス基板の表面形状を、レーザ干渉による表面形
状測定装置（米国ザイゴ社製「ＺＹＧＯ」）で観察した
結果を表す図であり、図１は鳥観図、図２は突起のレー
ザ走査方向に平衡な断面形状である。なお、ガラス基板
は透明であるため、「ＺＹＧＯ」による突起形状測定時
には、金をガラス基板に蒸着したサンプルで行なった。

【００２１】本発明による突起は図１に示すような凸状
の形状を示しており、その凸状突起の頂部の形状は滑ら
かになっている。また、図２に示すようにその断面形状
は凸部と凹部からなっており、その平均的な中心線は突
起を作る前の位置と殆んど変わらない。次いで、スパッ
タ法により、上記ガラス基板上に、順次、Ｃｒ中間層
（膜厚１００ｎｍ）、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａ合金磁性膜（膜
厚５０ｎｍ）を製膜した。次いで、カーボン保護膜（膜
厚２０ｎｍ）を形成し、その後、浸漬法によりフッ素系
液体潤滑剤（モンテエジソン社製「ＤＯＬ−２００
０」）を約２ｎｍの膜厚で塗布して、磁気記録媒体を作
製した。

【００２２】表−１に実施例１と比較例１〜３の基板へ
のレーザによる突起作成条件、線速度、レーザの強度、
レーザの平均照射時間、平均突起密度（レーザ照射のイ
ンターバルに相当）、平均突起高さ、レーザの集光に用
いた対物レンズの開口率ＮＡを示す。エネルギーの８４
％が集中するスポット径（エアリーディスク径）はレー
ザの波長をλとすると、１．２２×λ／ＮＡで表され
る。なお、比較例では、いずれもガラス基板に色素を塗
らずに直接レーザ光を当てているが、いずれの場合でも
レーザ照射による突起は生成していない。

【００２３】

【表１】 表−１ ──────────────────────────────────── 基 板 レーザ 平 均 平 均 平 均 対 物 線速度 強 度 照射時間 突起密度 突起高さ レンズ (mm/sec) (mW) （μsec) （個/mm²) (nm) 開口率 ──────────────────────────────────── 実施例１ 1780 500 ２８ 17777 ８９ 0.６ 比較例１ 1780 500 ２８ − − 0.６ ２ 1780 600 ２８ − − 0.６ ３ 1780 700 ２８ − − 0.６ ────────────────────────────────────

【００２４】表−２にこれらのディスクのＣＳＳテスト
前の静止摩擦係数（初期スティクション）及びＣＳＳ２
万回後の摩擦力を示した。ＣＳＳテストはヘッド浮上量
３．５μインチ、ロードグラム１０ｇｆの薄膜ヘッド
（スライダ材質Ａｌ₂ Ｏ₃ ＴｉＣ）を用いた。ＣＳＳゾ
ーンの安定浮上高さは、全て２．５μインチであった。
なお、実験の条件としては、常温、湿度６０％で行なっ
た。

【００２５】

【表２】 表−２ ─────────────────────────────────── 初期スティクション（摩擦係数） ＣＳＳ２万回後の摩擦力 ─────────────────────────────────── 実施例１ ０．３３ ５．２ｇｆ 比較例１ ７．１１ ヘッド吸着（１５回） ２ ７．０２ ヘッド吸着（１０回） ３ ５．００ ヘッド吸着（５００回） ───────────────────────────────────

【００２６】

【発明の効果】本発明方法によれば、基板の表面に先端
形状および高さが制御された突起を作成することが可能
となり、磁気ヘッド下面と磁気記録媒体表面との接触面
積が少なく、ＣＳＳ時の摩擦が極端に小さくなり、ま
た、ヘッドの媒体表面へのスティキングも発生しなくな
る。硬度が高くまた表面性がよいが、レーザ光がそのま
までは透過してしまうガラスのような基板でも、光線の
吸収層により熱が発生、ガラス基板に突起を生成するこ
とができる。

【００２７】また、ヘッドのＣＳＳゾーンのみにこうし
た突起を作った場合でも、データとＣＳＳゾーンそれぞ
れの平均的な面の高さはほとんど変わらず、ヘッドをデ
ータゾーン、ＣＳＳゾーン間でシークした時にヘッドの
安定浮上高さの変動が少なく、ヘッドクラッシュやヘッ
ドの空間での不安定化が起こらない。更に、このレーザ
による突起の高さや密度をデータゾーンに近づくにした
がって制御することもできるため、ヘッドのデータゾー
ン、ＣＳＳゾーン間でのシークは極めて滑らかに行なう
ことができ、ヘッドのフライングハイトを小さくでき
る。したがって、通常のガラス基板に対しても高密度の
磁気記録媒体の製造が可能となり、工業的な意義は極め
て大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１で得られたガラス基板の表面形状を、
レーザ干渉による表面形状測定装置（米国ザイゴ社製
「ＺＹＧＯ」）で観察した結果を表す図である。

【図２】実施例１で形成された突起のレーザ走査方向に
平行な断面形状を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神津 順一 神奈川県横浜市青葉区鴨志田町1000番地 三菱化学株式会社横浜総合研究所内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 5/84 G11B 5/82

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明基板の表面に、レーザ光吸収性の薄
   膜を形成し、該基板に相対的に走査するレーザ光を照射
   し、該基板表面を局所的に加熱、溶融または軟化させて
   突起を形成した後、該薄膜を除去し、磁性層を製膜する
   ことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
2. 【請求項２】 前記レーザ光の走査方向と直角な方向に
   おける溶融または軟化範囲を５μｍ以下とすることを特
   徴とする請求項１記載の磁気記録媒体の製造方法。
3. 【請求項３】 パルスレーザを走査速度１．５ｍ／ｓｅ
   ｃ以上で相対的に走査し、パルスレーザの照射面におけ
   るパワーが１Ｗ以下、１回当りの照射時間が１００ｎｓ
   ｅｃ以上、照射面でのビームスポットの径が４μｍ以下
   であることを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載
   の磁気記録媒体の製造方法。
4. 【請求項４】 透明基板がガラスまたは樹脂基板である
   ことを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体の製造
   方法。
5. 【請求項５】 突起の形成を、磁気ヘッドがＣＳＳ（コ
   ンタクトスタートアンドストップ）を行なう領域のみに
   行うことを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体の
   製造方法。
6. 【請求項６】 レーザの出力をデータ記録領域に向かっ
   て減少することを特徴とする請求項１，３または５のい
   ずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法。
7. 【請求項７】 レーザビームを基板面において渦巻状に
   走査することを特徴とする請求項１，３，５または６の
   いずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法。